CN210957842U - 一种电池充电电路及手提灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电电路技术领域，本实用新型公开了一种电池充电电路及手提灯，所述电池充电电路包括手摇充电电路、车载充电电路和充放电管理单元，所述手摇充电电路与所述充电电池连接，所述车载充电电路通过所述充放电管理单元与所述充电电池连接；所述手提灯包括上述电池充电电路。本实用新型能同时实现手摇和车载充电功能。

Description

一种电池充电电路及手提灯

技术领域

本实用新型涉及充电电路的技术领域，尤其是涉及一种电池充电电路及手提灯。

背景技术

相比于普通干电池，充电电池可以循环充电使用，使用寿命长，因此，越来越多的手持电子产品（例如手提灯）内置充电电池。目前，这种电子产品的充电方式比较单一，一般通过交流电源为充电电池充电，如公告号为CN206257497U的中国专利公开了一种手提灯及用于充电的手提灯，该手提灯内置有交流充电口与蓄电池电连接，用于向蓄电池充电。但是，交流充电需要手提灯外接配套的充电适配器，并且将充电适配器插入电源插座中，在没有电源插座的场所（例如户外）或者没有随身携带充电适配器，都无法对手提灯进行充电操作，导致充电灯因电量不足而无法使用。另外，交流充电速度较慢，一般需要2到3个小时才能充满，不适用急需使用手提灯的情况。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的一是提供一种具有手摇和车载充电功能的电池充电电路。

本实用新型目的二是提供一种具有手摇和车载充电功能的手提灯。

本实用新型的上述实用新型目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种电池充电电路，用于为充电电池充电，包括：手摇充电电路、车载充电电路和充放电管理单元，所述手摇充电电路与所述充电电池连接，所述车载充电电路通过所述充放电管理单元与所述充电电池连接。

通过采用上述技术方案，设置手摇充电电路可以实现手摇充电功能，可适用于任何环境，适用性强；设置车载充电电路可以实现车载充电功能，可以提高充电速率；可以根据实际情况选择相应的充电方式，自由选择度高，用户体验好；另外，还通过充放电管理单元对车载充电进行管理，避免因充电电流过大而损坏电池、缩短电池寿命、电池充不满电的情况。

本实用新型进一步设置为：还包括与所述充电电池连接的太阳能充电电路。

通过采用上述技术方案，利用光电效应产生电能，为充电电池充电，实现太阳能充电功能，只要在有阳光的地方就能使用，节能环保。

本实用新型进一步设置为：还包括交流充电电路，所述交流充电电路通过所述充放电管理单元与所述充电电池连接。

通过采用上述技术方案，可以实现交流充电功能；另外，对交流充电进行管理，避免因交流充电电流过大而损坏电池、影响电池寿命。

本实用新型进一步设置为：所述手摇充电电路包括手摇发电机接口和整流单元，所述手摇发电机接口通过所述整流单元与所述充电电池连接。

通过采用上述技术方案，运用手摇发电机转动产生电动势，利用整流单元将电平转换成直流电对充电电池进行充电。

本实用新型进一步设置为：所述整流单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的正极、所述第三二极管的正极均接地，所述第一二极管的负极、所述第二二极管的正极、所述第三二极管的负极、所述第四二极管的正极均与所述手摇发电机接口连接，所述第二二极管的负极和所述第四二极管的负极均与所述充电电池的正极连接。

通过采用上述技术方案，利用二极管的单向导通性组成整流桥，不管逆时针还是顺时针，都能将电平转换成直流电。

本实用新型进一步设置为：所述车载充电电路包括依次连接的车载电源接口和降压单元，所述车载电源接口通过所述降压单元与所述充放电管理单元连接。

通过采用上述技术方案，利用降压单元对车载电源电压进行降压，得到车载充电电压，充放电管理单元对车载充电的电流进行管理。

本实用新型进一步设置为：所述太阳能充电电路包括太阳能板和单向导通单元，所述太阳能板的负极接地，所述太阳能板的正极与所述单向导通单元连接，所述单向导通单元允许太阳能充电电流流向所述充电电池的正极。

本实用新型进一步设置为：所述交流充电电路包括依次连接的交流电源接口、整流桥、AC/DC电源控制芯片和开关变压器。

通过采用上述技术方案，利用开关电源电路将交流市电转换成直流电，对充电电池进行充电，实现交流充电功能，并且可以加快充电速率。

本实用新型进一步设置为：还包括与所述充电电池连接的电池保护单元，用于检测所述充电电池的工作状态。

通过采用上述技术方案，可实时检测充电电池的工作状态，具有过压、过放、充电过流、放电过流、放电短路保护功能，可以防止电池爆炸、电池过放造成电池寿命低等问题。

本实用新型的上述实用新型目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种手提灯，包括如上述的电池充电电路。

通过采用上述技术方案，将具有手摇和车载充电功能的电池充电电路应用于手提灯，既可以保证充电速率，又可适用于任何环境，充电适用性强。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.设置手摇充电电路可以实现手摇充电功能，可适用于任何环境，适用性强；设置车载充电电路可以实现车载充电功能，可以提高充电速率；可以根据实际情况选择相应的充电方式，自由选择度高，用户体验好；另外，还通过充放电管理单元对车载充电进行管理，避免因充电电流过大而损坏电池、缩短电池寿命、电池充不满电的情况；

2.将具有手摇和车载充电功能的电池充电电路应用于手提灯，既可以保证充电速率，又可适用于任何环境，充电适用性强；

3.利用光电效应产生电能，为充电电池充电，实现太阳能充电功能，只要在有阳光的地方就能使用，节能环保；

4.可以实现交流充电功能；另外，对交流充电进行管理，避免因交流充电电流过大而损坏电池、影响电池寿命。

附图说明

图1是实施例一公开的电池充电电路的结构示意图。

图2是实施例一公开的手摇充电电路的电路原理图。

图3是实施例一公开的车载充电电路的电路原理图。

图4是实施例一公开的交流充电电路的电路原理图。

图5是实施例一公开的充放电管理单元与USB模块的电路原理图。

图6是实施例一公开的太阳能充电电路的电路原理图。

图7是实施例一公开的电池保护单元的电路原理图。

图8是实施例一公开的第一指示灯模块的电路原理图。

图9是实施例二公开的手提灯的结构示意图。

图10是实施例二公开的LED控制电路的电路原理图。

图中，10、充电电池，20、手摇充电电路，30、车载充电电路，301、降压单元，40、太阳能充电电路，50、交流充电电路，60、充放电管理单元，70、电池保护单元，80、USB模块，901、第一指示灯模块，902、第二指示灯模块，100、LED控制电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，为本实施例公开的一种电池充电电路，用于为充电电池10充电，包括手摇充电电路20、车载充电电路30和充放电管理单元60，手摇充电电路20与充电电池10连接，车载充电电路30通过充放电管理单元60与充电电池10连接。

在本可选实施方式中，如图1所示，手摇充电电路20包括手摇发电机接口J3和整流单元；手摇发电机接口J3通过整流单元连接充电电池10的正极BAT+。

可选的，如图2所示，整流单元包括第一二极管D9、第二二极管D8、第三二极管D10和第四二极管D12；第一二极管D9的正极、第三二极管D10的正极均接地，第一二极管D9的负极、第二二极管D8的正极均与手摇发电机接口J3的2脚连接，第三二极管D10的负极、第四二极管D12的正极均与手摇发电机接口J3的1脚连接，第二二极管D10的负极和第四二极管D12的负极均与充电电池10的正极BAT+连接。

该整流单元采用4个普通二极管D8、D9、D10、D12组成整流桥，利用二极管的单向导通性，不管逆时针还是顺时针都能将电平转换成直流电，为充电电池10充电。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图3所示，车载充电电路30包括车载电源接口J4和降压单元301；降压单元301包括降压芯片U5，滤波电容C15、C17，自举电容C16，电感L4，释放二极管 D4，采样反馈电阻R20、R21。降压芯片U5的4脚与5脚均与车载电源接口J4的2脚连接，车载电源接口J4的1脚、降压芯片U5的2脚接地，降压芯片U5的1脚和6脚之间连接电容C16，降压芯片U5的2脚和4脚之间连接电容C15，降压芯片U5的6脚依次串联电感L4、电容C17之后接地，降压芯片U5的6脚与二极管 D4的负极连接，二极管 D4的正极接地，电容C17两端并联有电阻R20、R21，降压芯片U5的3脚连接于电阻R20、R21之间，车载充电电路30的电压输出端VIN1与充放电管理单元60连接。

如果车载电源为12V，降压芯片U5可以采用ETA2359（输入电压高大24V，输出电流可达1.2A）将车载电压降压至5.15V直流电压；如果车载电源为24V，降压芯片U5可以用采用ETA2843（输入电压最高42V，输出电流可达0.7A）将车载电压降压至5.15V直流电压。该降压单元301采用Buck拓扑结构，IC内部集成了一个开关管（FET管），FET管闭合时，整条支路进行工作，电感L4流过电流，对电容C17储能，所储能的电压是设定值的电压，只要输出电压超过设定值，内部的FET管就截止，此时电感L4所储存的能量开始对负载续流。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图1所示，该电池充电电路还包括交流充电电路50，交流充电电路50通过充放电管理单元60与充电电池10连接。

在本可选实施方式中，如图4所示，交流充电电路50包括依次连接的交流电源接口J6、整流桥BD1、AC/DC电源控制芯片U4、开关变压器T1。其中，AC/DC电源控制芯片U4 的型号为ME8321，其是一款满足六级能效标准原边反馈准谐振模式的小功率 AC/DC 电源控制芯片。交流充电电路50将220V交流电压转换、降压为5.15V直流电压，其电压输出端VIN2与充放电管理单元60连接。

由于交流充电与车载充电电流都比较大，如果不加充电管理，太大的电流对电池充电，会对电池造成一定损伤，电池寿命会缩短，也会存在充不满电池的情况。因此，通过设置充放电管理单元60，可以设置电池没电时涓流充电电流大小、恒流充电时的电流大小，以及快满电时采用恒压模式进行充电等，可以延长电池寿命，不损害电池，电池能充满。

如图5所示，充放电管理单元60包括芯片U3、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和电阻R3；该芯片U3选用具有集成充放电管理功能的IC，其型号为ETA9640；芯片U3的1脚串联电容C4接地，2脚、3脚均与充电电池10的正极BAT+连接，4脚依次通过电感L1、电容C2接地，6脚接地，8脚串联电阻R3接地。

结合图3和图4，车载充电电路30的电压输出端VIN1、交流充电电路50的电压输出端VIN2均与芯片U3的1脚连接，芯片U3对车载充电电流、交流充电电流进行充电管理，然后再通过芯片U3的2脚输出电压给充电电池10的正极BAT+。

如图8所示，由于车载充电电路30的电压输出端VIN1、交流充电电路50的电压输出端VIN2均与芯片U3的1脚连接，当交流电进来充电时，电流会倒灌到车载充电部分，形成多余功耗，因此，需要在车载充电电路30与充放电管理单元60之间设置二极管D11。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图5所示，该电池充电电路还包括与充放电管理单元60连接的USB模块80。该USB模块80包括USB接口J5，USB接口J5的VBUS脚与芯片U3的5脚连接，D+脚和D-脚短接（降低功耗），GND脚接地。

当有交流电或者车载充电时，由于芯片U3具有边充边放的功能，若USB接口J5接入负载设备，相当于交流电跟车载的电能直接输出给负载设备充电；若USB接口J5没有接任何负载设备时，交流电跟车载电经过芯片U3内部的充电降压模块对充电电池10进行充电管理。当没有交流电或车载电充电时，此时充电电池10电压会通过芯片U3内部的升压模块将电池电压升到5V给USB接口J5，为负载设备供电，可适用于当前市面上大部分电子产品。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图1所示，该电池充电电路还包括与充电电池10连接的太阳能充电电路40。如图6所示，太阳能充电电路40包括太阳能板J1和单向导通单元，该单向导通单元为二极管D7，太阳能板J1的S-端接地，太阳能板J1的S+端与二极管D7的正极连接，二极管D7允许太阳能充电电流流向充电电池10的正极BAT+，防止倒流。

作为本实施例的一种可选实施方式，如图1所示，该电池充电电路还包括与充电电池10连接的电池保护单元70，用于检测充电电池10的工作状态。

可选的，如图7所示，电池保护单元70包括电池保护芯片和双N沟道mos管，其中，若充电电池10是锂电池，则电池保护芯片可以采用型号为DW01AZ的锂电保护芯片U1，双N沟道mos管U2的型号为BLM8205B；锂电保护芯片U1的1脚和3脚分别与双N沟道mos管U2的G1、G2脚连接，锂电保护芯片U1的2脚串联电阻R2接地，锂电保护芯片U1的5脚串联电阻R1接充电电池10的正极BAT+，锂电保护芯片U1的6脚、双N沟道mos管U2的S1脚接充电电池10的负极BAT-，双N沟道mos管U2的S2脚接地。

该电池保护单元70可实时检测充电电池10的工作状态，具有过压、过放、充电过流、放电过流、放电短路保护功能，可以避免电池爆炸、电池过放造成电池寿命低等问题。

作为本实施例的一种可选实施方式，该电池充电电路还可以包括指示灯单元，用来对各种充电方式进行指示，即指示灯亮，表示正在充电。例如：可以利用一个指示灯对多个充电方式进行指示，也可以每个充电方式设置一个指示灯，指示灯的数量及颜色可以根据实际需要进行设置，对此本实施例不做具体限定。

图8示出了利用一个指示灯对太阳能充电、手摇充电和交流充电这三种方式进行指示的例子。第一指示灯单元901分别与太阳能充电电路40、手摇充电电路20和交流充电电路50连接；第一指示灯单元901包括发光二极管D15、电阻R7、电阻R700，发光二极管D15的负极接地。

太阳能充电电路40和手摇充电电路20的电压输出端分别连接两路电路，一路串联电阻R700与发光二极管D15的正极连接；另一路通过二极管D1与充电电池10的正极BAT+连接。当太阳能充电电路40或手摇充电电路20输出充电电压时，发光二极管D15导通、发光；另外，通过设置二极管D1，可以防止充电电池10的电流倒流过来使发光二极管D15常亮，无法实现只有在充电时才指示灯亮的效果。

交流充电电路50的电压输出端VIN2与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极通过电阻R7与发光二极管D15的正极连接；当交流充电电路50输出充电电压时，发光二极管D15导通、发光。另外，通过设置二极管D16，其正极与交流充电电路50的电压输出端VIN2连接，其负极与充放电管理单元60连接，可以防止当车载电源充电时，发光二极管D15亮起。

图3示出了单独对车载充电电路进行指示灯指示的例子。车载充电电路30还包括第二指示灯单元902，第二指示灯单元902包括发光二极管D13和电阻R600，发光二极管D13的负极接地，正极串联电阻R600与车载电源接口J4的正极连接，当车载电源接口J4与车载电源连接、进行车载充电时，发光二极管D13导通、发光。

在本可选实施方式中，发光二极管D13与发光二极管D15发出不同颜色的光，例如发光二极管D13发红光，发光二极管D15发绿光，当红灯亮起，说明车载充电功能启动，当绿灯亮起，说明太阳能、手摇或交流充电功能启动。

实施例二

参照图9，为本实施例公开的一种手提灯，包括如实施例一所述的电池充电电路以及LED控制电路100。如图10所示，LED控制电路100包括电阻R500、LED灯D14和开关S1；LED灯D14的负极接地，正极串联电阻R500与开关S1的1脚连接；开关S1的2脚连接到充电电池10的正极BAT+。当开关S1按下，LED灯D14亮起，开关释放，LED灯D14熄灭，充电电池10为LED灯D14供电。

由于实施例一已对电池充电电路进行详细说明，因此本实施例不再对电池充电电路赘述。

对于手摇充电功能，可以外接手摇发电机，也可以在手提灯内置手摇发电机；可将手摇充电、车载充电、太阳能充电和交流充电多种充电方式集成在一起，供不同环境下选择，适用不同的充电情况。例如：在没有市电、阳光情况下，可以采用手摇或车载充电，若考虑充电速率问题，可以优选车载充电；在有市电的室内，可以直接采用交流充电方式等。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池充电电路，用于为充电电池（10）充电，其特征在于，包括：手摇充电电路（20）、车载充电电路（30）和充放电管理单元（60），所述手摇充电电路（20）与所述充电电池（10）连接，所述车载充电电路（30）通过所述充放电管理单元（60）与所述充电电池（10）连接。

2.根据权利要求1所述的电池充电电路，其特征在于，还包括与所述充电电池（10）连接的太阳能充电电路（40）。

3.根据权利要求1或2所述的电池充电电路，其特征在于，还包括交流充电电路（50），所述交流充电电路（50）通过所述充放电管理单元（60）与所述充电电池（10）连接。

4.根据权利要求1或2所述的电池充电电路，其特征在于，所述手摇充电电路（20）包括手摇发电机接口和整流单元，所述手摇发电机接口通过所述整流单元与所述充电电池（10）的正极连接。

5.根据权利要求4所述的电池充电电路，其特征在于，所述整流单元包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的正极、所述第三二极管的正极均接地，所述第一二极管的负极、所述第二二极管的正极、所述第三二极管的负极、所述第四二极管的正极均与所述手摇发电机接口连接，所述第二二极管的负极和所述第四二极管的负极均与所述充电电池（10）的正极连接。

6.根据权利要求1、2或5所述的电池充电电路，其特征在于，所述车载充电电路（30）包括车载电源接口和降压单元（301），所述车载电源接口通过所述降压单元（301）与所述充放电管理单元（60）连接。

7.根据权利要求2所述的电池充电电路，其特征在于，所述太阳能充电电路（40）包括太阳能板和单向导通单元，所述太阳能板的负极接地，所述太阳能板的正极与所述单向导通单元连接，所述单向导通单元允许太阳能充电电流流向所述充电电池（10）的正极。

8.根据权利要求3所述的电池充电电路，其特征在于，所述交流充电电路（50）包括依次连接的交流电源接口、整流桥、AC/DC电源控制芯片和开关变压器。

9.根据权利要求1、2、5、7或8所述的电池充电电路，其特征在于，还包括与所述充电电池（10）连接的电池保护单元（70），用于检测所述充电电池（10）的工作状态。

10.一种手提灯，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的电池充电电路。

Images